输电线路防冰及除冰技术研究现状

输电线路覆冰会产生过荷载、导线舞动、脱冰跳跃、绝缘子冰闪等现象，进而造成导地线断股或断线、金具和绝缘子损坏甚至倒杆倒塔等事故。我国是输电线路覆冰严重的国家之一。线路冰害事故发生概率居世界前列。因此有必要对输电线路及时采取防冰及除冰措施，以保证输电体系的正常运行。本文按照不同防冰及除冰技术的原理，对现有的各种技术进行了介绍，并对未来防冰及除冰技术的发展和应用进行了展望。     

基于ZigBee的覆冰区杆塔倾斜在线监测系统设计

现有覆冰区输电杆塔倾斜检测系统存在检测手段单一、自动化程度低、检测效果差、无法提前预警等缺点,严重影响了覆冰区输电杆塔倾斜检测的及时性和准确性,为覆冰区输电杆塔倒塔事故的发生埋下了巨大的隐患。针对该问题设计了一种基于ZigBee技术的覆冰区杆塔倾斜在线监测系统。该系统使用倾角传感器和拉力传感器作为检测及预警杆塔倾斜的依据,使用ZigBee无线传感器网络进行被检测区段内的数据交互,使用GPRS技术进行数据的远程传输,使用太阳能电池板提供能源。该系统实现了覆冰区输电杆塔倾斜的实时在线监测及预警等功能,对预防输电杆塔倒塔事故的发生有一定促进作用。     

湖南2008年冰灾引起的倒塔原因分析

为分析湖南2008年冰灾引起的倒塔原因,现场调查了2008年湖南冰灾期间≥220kV输电线路的受损情况,发现倒塔线路覆冰厚度主要集中在20～60mm,同时微地形和微气象造成覆冰加重和覆冰的不均匀性,档距、塔形等对线路倒塔也存在影响。分析倒杆断线的形式认为覆冰太厚超过设计值、垂直荷载压垮和不平衡张力拉垮是造成线路倒塔的原因,提出了湖南输电线路抗冰按20mm设计建设最小骨干网架、采用短路融冰等的具体建议,以供杆塔的防冰工作参考。     

输电线路覆冰防治措施分析

受地理位置及气候变化的影响，多个地区的输电线路在途径覆冰重灾区时覆冰事故频发，并且随着电压等级的不断提高，输电线路对覆冰灾害的影响更为敏感，极易发生断线、倒塔等事故，严重影响电能的正常输送。因此，通过分析现有覆冰防治措施的特点及差异，提出改善输电线路覆冰防治的新方向。     

500 kV酒杯塔覆冰破坏形态分析

2008年初电网冰灾破坏原因统计分析表明,500 kV输电线路铁塔受损严重,其中酒杯塔倒塔基数占倒塔总数的36.2%。为了弄清酒杯塔在覆冰荷载作用下的破坏形态,选取湖南冰灾区500 kV线路中的酒杯塔进行均匀覆冰荷载和不均匀覆冰荷载作用下的主要受力杆件的敏感度及整塔的破坏形态分析,从而确定酒杯塔覆冰荷载作用下的受力薄弱点。研究结果为我国冰灾区酒杯塔设计和加固补强提供参考依据。     

宁夏南部山区架空输电线路的覆冰与防护

输电线路覆冰是一种分布相当广泛的自然现象。资料证明在我国分布也很普遍,我国是世界上输电线路覆冰严重的国家之一。尤其是气候的变化形成的覆冰灾害对电力设备的生产以及对输电线路的安全运行造成很大威胁。近几年西北地区的冬季气温较前几年有所回升,空气湿度也相应增大,所以,70年代、80年代在云南等西南地区频繁发生的输电线路覆冰事故,近几年在我区也连续发生在架空输电线路的导线上形成覆冰,轻时造成导线舞动,线路频繁跳闸,重时则造成倒杆断线,大面积停电事故。导线最大覆冰直径达300多毫米,覆冰单位质量     

超高压输电线路覆冰倒塔机理分析

针对2008年初在华东地区冰灾中发生的覆冰倒塔情况,以线路设计规范为依据,根据电线力学理论,从外荷载的角度分析了输电线路覆冰倒塔机理。分析结果表明,在线路严重覆冰的情况下,前后侧垂直档距相差较大的直线塔两侧导线会产生较大的不平衡张力,该因素是导致直线塔垮塌的主要因素之一。建议在今后的线路设计中考虑该因素的影响,提高前后垂直档距相差较大时的直线塔的安全系数。     

一起220kV线路覆冰断线事故分析及整改措施研究

正输电线路覆冰跳闸严重影响电力系统的正常运行,特别是严重覆冰引起的断线倒塔事故对电力系统的影响更大。输电线路路径地形地貌复杂,容易受微地形、微气象条件的影响,特别是山区线路,由于新疆地区12月初寒潮来临时气温在0℃左右,此时遇上雨雪天气,极易造成输电线路覆冰。输电线     

输电线路冰灾事故原因及按新国标 提高设计标准的措施

为提高电网应对冰害的能力,科学指导未来输电线路的设计和建设,以2008年全国输电线路的冰害情况为背景,分析了覆冰倒塔的特点,指出覆冰过荷载、纵向张力差、绝缘子串覆冰闪络和导线舞动为覆冰倒塔的主要原因,并在新国标的基础上,提出防止冰灾事故的4项措施：缩小耐张段长度、抗冰加固措施、防舞动措施以及其他措施。     

对青海高压输电线路防冰害技术措施的几点建议

针对青海省高海拔山区曾发生几交覆冰断线，闪络，倒塔等冰害事故，结合目前国内，外有关防冰害方面的新思想，新技术，新工艺，对３３０ｋＶ及１１０ｋＶ高压输电线路提出了：重冰区范围应尽量缩短，重冰区段的悬垂绝缘子串采用大小伞裙合成绝缘子，导线悬垂线夹处用于预裂纹护线条加固等防冰害的建议。     

2008年电网冰灾覆冰及倒塔特征分析

对2008年造成电网严重冰雪灾害的气象条件和线路覆冰特征进行了分析说明。根据国家电网公司系统500 kV线路倒塔的分类统计,分析了倒塌铁塔在塔型、地形地貌、设计条件等方面的主要分布特征。根据覆冰荷载对铁塔的作用模式,分析阐明了铁塔被压坏、拉坏、扭坏以及拉扭共同作用破坏等几种典型破坏的基本特征。最后还从设计角度提出提高线路抗覆冰能力的建议。     

湖南电网冰害事故天气成因分析

在导线覆冰种类中，雨凇覆冰是对线路危害最大的一种类型。章详细介绍了2005年2月7～13日期间由于雨凇类导线覆冰造成湖南省500kV电网大面积倒塔事故情况；同时，从雨凇的定义出发，论述了雨凇在湖南省的分布，并从湖南省独特的地形分析了湖南容易产生雨凇覆冰的原因，以及由于历史罕见的天气条件造成这次严重事故的原因。     

冰风暴灾害下电力断线倒塔的概率计算

提出了基于广义帕累托分布(GPD)和Copula函数的冰风暴灾害下电力断线倒塔的概率计算方法.该方法基于冰风暴灾害下风速和冻雨量的GPD,提出了电力线和铁塔的冰荷载和风荷载的概率计算模型;然后考虑冰荷载与风荷载之间存在的概率相关性,基于Copula函数,提出了电力线和铁塔冰荷载、风荷载的联合概率分布计算模型;在此基础上...     

中卫─文昌110kV送电线路11号铁塔倒塌原因分析

针对中卫-文昌110 kV送电线路11号转角塔在未超条件使用的情况下,架线后发生倒塔事故,通过现场调查并对铁塔破坏处的结构进行受力分析与核算,结合现场塔材的破坏情况提出具体处理方案和预防措施。分析结果表明:基础根开的施工误差偏大产生了腿部主材较大的附加内应力,而该附加内应力正是导致铁塔过载破坏的根本原因。     

覆冰荷载下干字型耐张转角塔的非线性稳定性分析

为了研究覆冰荷载作用下转角塔的稳定性,以某电力设计院设计的220 kV干字型耐张转角塔为工程背景,利用数值分析软件建立铁塔的有限元分析模型。对结构进行特征屈曲分析,得到了铁塔的特征值屈曲模态,然后采用增量加载模式研究了不同覆冰厚度情况下该塔非线性稳定性,得到不同覆冰厚度下塔顶位移以及各杆件的受力情况。结果表明,覆冰和风作用下导地线的角度荷载对转角塔起控制作用,整体表现为压弯失稳破坏。给出了转角塔的失稳模式和破坏机理,研究成果可为转角塔抗冰灾设计提供有价值的参考。     

基于OPGW的输电线路覆冰广域监测方法

输电线路大多架设在野外,受自然灾害影响范围较大、程度较深,而覆冰灾害给电网带来的经济损失尤为严重。在分析现有覆冰监测装置的基础上,提出了基于OPGW的输电线路覆冰广域监测方法。该方法以OPGW光缆内部光纤作为传感器,采用光纤布里渊散射技术,结合覆冰广域监测原理模型,分析覆冰与线缆温度变化关系,利用有限元分析软件对OPGW覆冰与未覆冰状态的缆线温度变化进行了热力学仿真。为验证该方法监测的性能及可靠性,在覆冰实验基地进行了现场模拟挂塔试验,试验结果表明,基于OPGW的输电线路覆冰监测能够准确定位和识别覆冰区段与未覆冰区段,实现输电线路覆冰广域监测。     

高压输电塔结构的疲劳寿命分析

输电塔结构是高负荷电能输送的载体,是一种重要的生命线工程。结构疲劳损伤被视为工程领域重要的破坏因素之一。选取500 kV海宁—乔司II回路输电线路上的ZSZH型塔为研究对象,依据Miner线性疲劳累积损伤理论和材料的S-N曲线,建立了一套完整的输电塔结构疲劳寿命分析方法。这种方法不仅重点强调了风荷载对输电塔疲劳现象的影响,同时也考虑输电塔结构在服役期内承受过的台风、覆冰、安装等一次性强荷载工况。通过对工程实例的仿真分析,表明该文方法可以准确、高效地预测输电塔结构的疲劳寿命,为今后进一步的工程应用奠定了基础。     

高分辨率SAR图像中特高压铁塔覆冰特性分析

利用高分辨率合成孔径雷达(SAR)卫星监测覆冰铁塔的安全状态对特高压线路的安全运行具有重要意义。为此进行了特高压铁塔模拟横担覆冰实验,利用环境气候实验室制作了覆冰厚度分别为10cm和4cm的实验横担。基于1m分辨率的SAR卫星影像研究了不同厚度覆冰与未覆冰情况下的铁塔横担雷达反射特征与参数变化,结果显示覆冰横担在雷达(VV)极化模式下后向散射特性未见明显削弱,可以利用高分辨率SAR卫星监测覆冰条件下特高压铁塔的安全状态。     

输电线路大范围冰害事故分析及对策

针对2004年底和2005年初部分地区的500 kV线路冰闪跳闸、导线舞动和倒塔断线事故,分析了冰害事故的特点及原因。认为罕见的覆冰气候是线路设备损坏的直接原因,冰载荷重过大首先损坏杆塔的薄弱部件,微气候条件对覆冰倒杆起了决定性影响和作用;冰中存在着一定的污秽和明显减小爬距的过厚覆冰是冰闪的主要原因,绝缘子串型和环境温度的变化也与冰闪直接相关。针对覆冰对输电线路的影响和破坏还讨论了当前的对策和今后应开展的研究工作。